[發明專利]一種仿人機械手抓取控制系統及其數據處理方法

有效

• 申請號: 201810650621.2
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108972494B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 巢婭;肖南峰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B25J3/00
• 分類號: B25J3/00;B25J9/16
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

1.一種仿人機械手抓取控制系統，其特征在于，包括：

設備模塊，包括21自由度五指仿人機械手、6自由度機械臂、數據手套、攝像頭、虛擬手仿真平臺；

數據獲取模塊，負責從攝像頭采集待抓取目標物體圖片，以及從數據手套接口采集傳感器數據；

數據處理模塊，負責對采集的圖像數據進行分析處理，識別出待抓取物體類別及位置并生成對應的抓取方案，此外，對數據手套數據進行處理，根據規則將數據映射為仿人機械手關節運動角度；

控制模塊，用于控制驅動6自由度機械臂運動，對于21自由度五指仿人機械手設定不同的抓取控制方式，包括指令直接控制和數據手套在線控制，根據不同控制方式完成對目標物體的抓取；

所述數據處理模塊包含抓取目標檢測模塊、抓取方案生成模塊、數據手套數據處理模塊；

所述抓取目標檢測模塊是一個預訓練的深度神經網絡模型，其主要作用是：當攝像頭采集到待抓取目標圖片后，將圖片作為網絡模型輸入，得到目標物體的類別和當前位置；

所述抓取方案生成模塊接收目標檢測模塊結果作為輸入，根據目標類別選擇不同的抓取方案，規則物體采取直接抓取方案獲取抓取角度，不規則物體則由一個預訓練的三層卷積神經網絡模型判斷物體最優抓取區域；

所述數據手套數據處理模塊對數據手套采集的傳感器數據進行校準，傳感器校準后輸出值為：

其中，out為傳感器校準后輸出值，sensor_max為傳感器輸出的最大值，raw_cur為傳感器當前原始數值，raw_min為傳感器原始數值最小值，raw_max為傳感器原始數值最大值；

所述數據手套數據處理模塊對五指關節采用線性角度映射方式，根據五指的最大運動角度θ_max和最小運動角度θ_min，則運動范圍θ_range＝θ_max-θ_min，五指關節的運動角度θ為：

所述數據手套數據處理模塊對手掌關節采用預訓練的隨機森林模型進行角度映射，將數據手套的傳感器數據輸入到隨機森林模型，得到手掌關節運動角度。